用于变流器电路的控制装置制造方法
【专利摘要】对于DC/DC转换器电路，该控制装置从输出电压和输入电压来获得电抗器电流的峰值，并使得能够使用预定电流模式进行操作。对于AC/DC转换器电路，该控制装置在使用预定电流模式运行时完成功率系数改进。第一控制单元（211)输入输出电压（eo)的检测值，计算DC/DC转换器(1)的开关（Tr)的关闭时机预计值，以及将该预计值发送到开关驱动信号生成单元（213)。第二控制单元（212)输入所述输出电压（eo)和输入电压（Ei)的检测值，从第一控制单元（211)获取关闭时机预计值，基于所述关闭时机预计值计算所述DC/DC转换器（1)的电抗器电流（iL)的峰值，并且使用该峰值作为初始值来计算电抗器电流（iL)从作为开启时机预计值降低到预定预设值的时间。
【专利说明】用于变流器电路的控制装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及用于能够降低电能消耗的变流器电路的控制装置和用于能够提高功 率系数的变流器电路的控制装置。特别地，本发明涉及用于执行DC/DC转换或AC/DC转换 的变流器电路的控制装置；其中所述控制装置检测流经电抗的电流的峰值，预测所述电流 通过操作从所述峰值降低到预定值的时间，并开启功率开关。
【背景技术】
[0002] 图21㈧示出了属于升压和降压型的DC/DC转换器91，其以电流临界模式运行，并 且还示出了控制装置92。
[0003] 所述DC/DC转换器91包括电源PSDC (其生成直流的输入电压Ei)、晶体管开关Tr、 电抗器L、二极管D和电容器C。
[0004] 电源PSDC的一端连接到所述晶体管开关Tr的一端。
[0005] 所述晶体管开关Tr的另一端连接到电抗器L的一端以及所述二极管D的阴极端。
[0006] 电抗器L的另一端接地。
[0007] 二极管D的阳极端连接到电容器C的一端和负载R的一端。
[0008] 电容器C的另一端接地，并且所述负载R的另一端也接地。
[0009] 在图21㈧中，用来测量电抗器电流（电流k，其流经所述电抗器）的阻抗（用于 测量的阻抗）ιγ串联到所述电抗器L。
[0010] 所述控制装置92包括控制电路921和驱动器922。
[0011] 所述控制电路921输入所述DC/DC转换器91的输入电压（输入电压Ei)和输出 电压e。和电抗器电流ip并且可执行电流临界模式中的控制。
[0012] 在所述电流临界模式中，所述电抗器电流k以锯齿波图案（或与锯齿波图案的形 状相似的形状）的形式改变。在所述电流临界模式中，所述电抗器电流k的最低电流值是 零（或几乎为零的值）。
[0013] 所述控制装置92测量所述电抗器L的两端之间的电压（电抗器电压^)。
[0014] 并且所述控制装置92基于
【权利要求】
1. 一种变流器电路的控制装置，该变流器电路的控制装置为具有DC/DC转换器的变流 器电路的控制装置，其包括第一控制部、第二控制部和开关驱动信号生成部，其中， 所述第一控制部至少输入输出电压的检测值，基于所述检测值计算所述DC/DC转换器 的开关的关闭时机预计值，并向开关驱动信号生成部发送所述计算的结果； 所述第二控制部至少输入所述输出电压以及输入电压的检测值，并从所述第一控制部 接收关闭时机预计值，基于所述检测值和所述关闭时机预计值计算所述DC/DC转换器的电 抗器电流的峰值，同时将所述峰值作为初始值计算所述电抗器电流降低到预定预设值的时 间或将该时间加上附加时间的时间作为开启时机预计值，并向所述开关驱动信号生成部发 送所述计算的结果； 所述开关驱动信号生成部从所述第一控制部接收所述关闭时机预计值并当时间达到 所述关闭时机预计值时关闭所述开关，从所述第二控制部接收所述开启时机预计值并当时 间达到所述开启时机预计值时开启所述开关。
2. 根据权利要求1所述的变流器电路的控制装置， 其中，所述第二控制部计算所述电抗器电流的峰值时，至少将刚好在其之前的所述电 抗器电流的谷值作为初始值。
3. 根据权利要求1或2所述的变流器电路的控制装置， 其中，所述第二控制部计算所述开启时机预计值时，使针对所述电抗器电流的所述预 定预设值为零。
4. 根据权利要求1-3中任一项权利要求所述的变流器电路的控制装置， 其中，所述第二控制部基于构成所述DC/DC转换器的所述开关和响应于表示所述二极 管的开状态和关状态的运行状态的等价电路，作出求出所述电抗器电流的峰值的第一微分 等式，并通过解开所述第一微分等式来求出所述电抗器电流的峰值， 并且，所述第二控制部作出求出所述电抗器电流达到预设值的时间的第二微分等式， 并通过以所述峰电流的值作为初始值解开所述第二微分等式，来求出所述电抗器电流达到 预定预设值的时间。
5. 根据权利要求4所述的变流器电路的控制装置， 其中，所述第一微分等式是由所述开关的运行状态是"开状态"以及所述二极管的运行 状态是"关状态"的等价电路而作出的； 所述第二微分等式是由所述开关的运行状态是"关状态"以及所述二极管的运行状态 是"开状态"的等价电路而作出的。
6. 根据权利要求4所述的变流器电路的控制装置， 其中， 当所述变流器电路是升压和降压型时， 所述第一微分等式是基于以下等式作出的，
所述第二微分等式是基于以下等式作出的，
当所述变流器电路是降压型时， 所述第一微分等式是基于以下等式作出的，
所述第二微分等式是基于以下等式作出的，
当所述变流器电路是升压型时， 所述第一微分等式是基于以下等式作出的，
所述第二微分等式是基于以下等式作出的，
其中， Tm( = t2-ti)是所述开关的开时间 TofJ = t3-t2)是所述开关的关时间 Ei是输入电压 E;是输入电压的平均值 是所述晶体管的"开状态"下的电压降 vD是二极管的电压降 k是电抗器电流 iu是来自电容器的流过电抗器的电流 L是来自负载的流过电抗器的电流 e。是输出电压 e。是电容器电压 R是负载电阻 1Y是电抗器阻抗 r。是电容器阻抗 C是电容器。
7. -种变流器电路的控制装置，该变流器电路的控制装置为由对AC电源进行整流的 整流电路和将通过所述整流电路进行整流的电压进行输入并将其转换成DC电压的开关电 源构成的变流器电路的控制装置，所述控制装置包括第一控制部和第二控制部： 其中，所述第一控制部输入至少所述开关电源的输出电压的检测值，基于所述检测值 计算构成所述开关电源的开关的关闭时机预计值，以改进所述开关电源的功率系数； 所述第二控制部接收至少所述开关电源的输入电压和所述关闭时机预计值，并计算所 述变流器电路的电抗器电流的峰值，同时将所述峰值作为初始值计算所述电抗器电流降低 到预定预设值的时间或将该时间加上附加时间的时间作为开启时机预计值。
8. -种变流器电路的控制装置，该变流器电路的控制装置为由对AC电源进行整流的 整流电路和将通过所述整流电路进行整流的电压进行输入并将其转换成DC电压的开关电 源构成的变流器电路的控制装置，所述变流器电路的控制装置包括第一控制部、第二控制 部、第三控制部和开关驱动信号生成部， 其中，所述第一控制部至少输入所述变流器电路的输出电压的检测值，并计算构成所 述开关电源的开关的关闭时机基本值； 所述第二控制部至少接受所述变流器电路的输入电压和所述开关的关闭时机基本值， 并计算所述变流器电路的电抗器电流的峰值，同时将所述峰值作为初始值计算所述电抗器 电流降低到预定预设值的时间或将该时间加上附加时间的时间作为所述开关的开启时机 预计值； 所述第三控制部至少输入所述关闭时机基本值，并计算将用于改善功率系数的修正量 加到所述关闭时机基本值的所述关闭时机预计值； 所述开关驱动信号生成部从所述第一控制部接收所述关闭时机预计值，当达到所述关 闭时机预计值时关闭所述开关，从所述第二控制部接收所述开启时机预计值，当达到所述 开启时机预计值时开启所述开关。
9. 根据权利要求8所述的变流器电路的控制装置， 其中，所述关闭时机基本值是比例控制量、微分控制量、积分控制量或将其中至少两个 组合在一起的控制量。
10. 根据权利要求8所述的变流器电路的控制装置， 其中，所述第二控制部计算所述电抗器电流的峰值时，至少将刚好在其之前的所述电 抗器电流的谷值作为初始值。
11. 根据权利要求8所述的变流器电路的控制装置， 其中，所述第二控制部计算所述开启时机预计值时，使针对所述电抗器电流的所述预 定预设值为零。
12. 根据权利要求8所述的变流器电路的控制装置， 其中，所述第二控制部基于构成所述DC/DC转换器的所述开关和响应于表示所述二极 管的开状态和关状态的运行状态的等价电路，作出求出所述电抗器电流的峰值的第一微分 等式，并通过解开所述第一微分等式来求出所述电抗器电流的峰值， 并且，所述第二控制部作出求出所述电抗器电流达到预设值的时间的第二微分等式， 并通过以所述峰电流的值作为初始值解开所述第二微分等式，来求出所述电抗器电流达到 所述预定预设值的时间。
【文档编号】H02M3/155GK104221264SQ201280056085
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2012年9月18日 优先权日:2011年9月15日
【发明者】黑川不二雄, 大西雅人 申请人:长崎大学, 松下电器产业株式会社